Definicija i osnove elektronskih releja
Definicija: Elektronski relej je elektronski prekidac koji funkcioniše otvaranjem ili zatvaranjem kontaktâ šeme koristeći elektronske komponente, eliminirajući potrebu za bilo kakvim mehaničkim kretanjem. U elektroenergetske sistemi se često koristi šema pilotne relaying na nosaču struje u ovim relejima za zaštitu vodova prijenosa. Ovaj pristup omogućava efikasno i precizno otkrivanje grešaka, osiguravajući sigurnost i pouzdanost mreže.
Elektronski releji koriste elektronske ventile kao svoje merne jedinice, koje odsvetuju ključnu ulogu u praćenju električnih parametara. Postoje dve fundamentalne konfiguracije elektronskih releja, kao što je prikazano ispod. Jedna konfiguracija zasniva se na amplitudnom komparatoru, dok druga koristi fazni komparator. Svaki postavljač ima svoje unikalne prednosti i dizajniran je da odgovara različitim zahtevima za zaštitu unutar električnih sistema.
Amplitudni komparator elektronskih releja
Slika koja prikazuje amplitudni komparator elektronskih releja data je ispod. Ovaj relej prima dve promenljive naponske veličine (AC). Ove veličine se najpre upoređuju, a zatim se ispravljuju kroz mostovski ispravljački krug. AC unos se primenjuje na kontrolnu mrežu mosta, koja obradjuje električne signale. Relej, povezan serijalno sa mostovskim krugom, aktivira se kada se magnituda jedne unosne veličine prevaziđe onom druge. Ovaj mehanizam omogućava releju da brzo reaguje na varijacije električnih amplituda, čime postaje efektivna komponenta za otkrivanje grešaka i zaštitu kruga.
Funkcionalnost elektronskog fazonog komparatorskog releja
U elektronskom fazonom komparatorskom releju, dve promenljive naponske veličine (AC) obrađuju se na poseban način. Jedna AC veličina se upušta u kontrolnu mrežu elektronske cevi, dok druga direktno povezuje na ekran cevi. Ova jedinstvena postavka formira osnovu za fazno baziranu analizu signala unutar releja.
Mehanizam aktivacije releja zavisi od faznog odnosa između ove dve AC veličine. Konkretno, relej započinje svoje delovanje tačno kada su dvije AC veličine u fazi jedna sa drugom. Kada se to desi, ukazuje na određeno električno stanje, koje je relej dizajniran da otkrije i odgovori. Ova fazno-osjetljiva operacija čini elektronski fazoni komparator relej veoma efikasnim za primene gde je tačno identifikovanje stanja u fazi ključno, kao što je u nekim scenarijima zaštite i nadzora elektroenergetske mreže.
Prednosti i nedostaci elektronskih releja
Prednosti elektronskih releja
Elektronski releji nude nekoliko značajnih prednosti koje doprinose njihovoj korisnosti u različitim električnim aplikacijama:
Niske zahteve za održavanjem: U suprotnosti sa tradicionalnim mehaničkim relejima, elektronski releji nemaju pokretnih dijelova. Odsustvo fizičkih komponenata podložnih istraživanju znatno smanjuje potrebu za čestim održavanjem. Kao rezultat, elektronski releji mogu raditi duže period vremena sa minimalnim održavanjem, snižavajući troškove održavanja i poboljšavajući pouzdanost sistema.
Brzi vremenski odzivi: Elektronski releji su dizajnirani da brzo reaguju na električne stimuli. Njihovi elektronski bazirani mehanizmi preključivanja omogućavaju im da otkrivaju promene u električnim signalima i aktiviraju ili deaktiviraju kontakte kruga u frakciji sekunde. Ovo brzo vreme odziva je ključno u aplikacijama gde je brza akcija potrebna za zaštitu električne opreme ili održavanje stabilnosti sistema.
Smanjeno opterećenje na instrument transformatori: Zahvaljujući svom dizajnu, elektronski releji povlače manju struju u poređenju sa nekim drugim tipovima releja. Ova manja potrošnja struje rezultira smanjenim opterećenjem na instrument transformatore, omogućavajući ovim transformatorima da rade efikasnije i potencijalno proširujući njihov životni vek. Ova prednost je posebno vrijedna u sistemima elektroenergije gde je optimizacija performansi instrument transformatora bitna za tačno merenje i pouzdanu zaštitu.
Nedostaci elektronskih releja
Unatoč svojim prednostima, elektronski releji imaju i određene ograničenja koja ograničavaju njihovu široku upotrebu:
Zahtev za visokonaponsko snabdijevanje: Elektronski releji tipično zahtevaju visokonaponsko snabdijevanje za rad. Ova potreba za visokonaponskim unosom može stvoriti izazove u pogledu integracije sistema snabdevanja i bezbednosti. Specijalizovana električna infrastruktura i mere za bezbednost mogu biti potrebne kako bi se obezbedio potreban visokonaponski unos, povećavajući složenost i troškove implementacije elektronskih releja u nekim aplikacijama.
Visoka potrošnja struje: U poređenju sa nekim alternativnim tehnologijama releja, elektronski releji često potrošavaju relativno veliku količinu električne energije. Ova visoka potrošnja struje može biti značajan nedostatak, posebno u energetski svesnim aplikacijama ili sistemima gde je minimizacija potrošnje struje prioritet. Povećana potrošnja struje ne samo da dodaje na operativne troškove, već može i doprineti generisanju toplote, potencijalno utičući na performanse i životni vek releja.
Ograničen životni vek: Iako su elektronski releji slobodni od mehaničkog istraživanja, ipak su podložni degradaciji komponenti tokom vremena zbog faktora poput električnog stresa, fluktuacija temperature i starenja elektronskih komponenti. Kao rezultat, elektronski releji obično imaju kraći životni vek u poređenju sa nekim više otpornim tehnologijama releja. Ovaj ograničen životni vek može dovesti do češćih zamena, povećavajući troškove održavanja i potencijalno uzrokujući prekide sistema.
Praktična ograničenja u sistemima snabdevanja: Zbog kombinovanih faktora visokonaponskih zahteva, visoke potrošnje struje i ograničenog životnog veka, elektronski releji nisu široko praktično upotrebljeni u sistemima snabdevanja. Ova ograničenja često ih čine manje privlačnim u poređenju sa drugim tipovima releja koji nude bolje performanse, pouzdanost i cost-effectiveness u zahtjevnim uslovima zaštite i kontrole sistema snabdevanja.
